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CBD楚世家地源热泵集中供冷供热系统设计

摘要：重点介绍CBD楚世家地源热泵集中供冷供热项目的系统设计。该工程根据使用功能特点将站房分为1#冷热源机房和2#冷热源机房两个机房，分别为住宅区及公建区提供冷热源，提高了设备使用效率，经系统测评，该系统相对传统的供冷供热系统，全年节省运行费用329万元，具有非常良好的经济性。

关键词：地源热泵、土壤换热器、换热测试、经济性、安全性

一、工程概况

项目建设地点王家墩 CBD 西南，建设大道营房村至双墩北侧，本项目的办公、酒店、商业街和 3栋高层住宅中采用地源热泵系统，满足其制冷、采暖及生活热水需求。其中办公楼建筑面积约 14807 ㎡，酒店建筑面积约 32062 ㎡，商业街建筑面积约 9125㎡。

项目设置本工程为1#冷热源机房和2#冷热源机房两个机房，分别为住宅区及公建区提供冷热源。住宅区供冷供热面积44336㎡，公建区供冷供热面积55994㎡。项目从2013年开始建设，2015年建设完成，2016年投入使用。

二、空调冷热负荷

冷热负荷根据规划建筑面积及建筑类型进行估算。按照各地块单体建筑的使用功能分类，设计了住宅、办公、商业、酒店4种典型建筑模型，利用负荷计算及分析软件计算出各典型单体建筑的负荷指标，结合各建筑的同时使用系数，估算出区域冷热负荷。得出1#冷热机房冷负荷为2635kW，热负荷为2060 kW；2#冷热机房冷负荷为5930kW，热负荷为3477kW；设计日逐时冷热负荷及负荷率见图1。

图1 设计日逐时冷热负荷及负荷率

1#冷热源机房
2#冷热源机房

三、系统设计

3.1冷热源设备配置

2#冷热源系统采用1台地源热泵机组、1台带部分热回收地源热泵机组、1台变频水冷离心式冷水机组和1台高温型地源热泵机组，其中地源热泵机组的单机制冷量为1329kW，制热量为990kW；部分热回收地源热泵机组，单机制冷量为970kW,热回收量647KW；变频离心式冷水机组，单机制冷量为2040kW;高温型地源热泵机组制冷量720KW，全热回收量647KW，空调冷冻水供回水温度为7/12℃,空调热水供回水温度为40/45℃。同时提供50/55 ℃卫生热水至热水箱供酒店生活热水。

1#冷热源系统采用1台地源热泵机组、1台带部分热回收地源热泵机组和1台高温型地源热泵机组，其中地源热泵机组的单机制冷量为970kW，制热量为750kW；部分热回收地源热泵机组，单机制冷量为970kW,热回收量647kW，高温型地源热泵机组制冷量720kW，全热回收量647kW，空调冷冻水供回水温度为7/12℃，空调热水供回水温度为40/45℃。同时提供50/55℃卫生热水至热水箱供住宅用生活热水。

图2 冷热源系统原理图

图3 1#冷热源机房平面布置

图4 2#冷热源机房平面布置

3.2空调水系统

（1）、空调水系统按两管制设计，每一栋楼分别按照一个环路设计，住宅区空调水系统分3个环路，公建区空调水系统分3个环路；

（2）、冬季空调热水由地源热泵机组制备，夏季冷冻水由水冷式冷水机组和地源热泵机组联合制备。

3.3地埋管换热现场测试数据计算和测试结果

（1）、岩土综合热物性参数

根据岩土热响应试验过程中连续记录的功率、流量、进出水温度数据，以及岩土初始平均温度、成孔条件等相关参数值，运用规范所述模型，可计算出岩土综合导热系数、容积比热容等热物性参数。如表1所示。

表1测试参数及岩土热物性计算值

地源热泵系统

测试孔	有效埋管深度m	循环流量m³/h	埋管平均进水温度℃	埋管平均出水温度℃	平均加热功率w	岩土综合导热系数W/(m.K)	岩土容积比热容J /m³.k	岩土初始平均温度℃
1#	100	1.46	26.4	24.5	3278	2.043	2494000	18.7
2#	100	1.28	28.56	25.7	4020	2.125	2435000	18.6